ルクレールとフェルスタッペンの奇妙なスピンは、2022年マシンの設計で説明がつく？

出典：

www.formula1.com

2022年のレギュレーション下における新たなトレンドとして、チームはエギゾーストとウェイストゲートからの排気を使ってリアウィングのパフォーマンスを上げているが、これはフランスでのシャルル・ルクレール、ハンガリーでのマックス・フェルスタッペンのスピンの原因となり得るのだろうか？ F1.com の技術エキスパートであるマーク・ヒューズが調査を開始した...

F1 マシンの空力でしばしば見逃される要素として、ディフューザー、ビームウィング、エギゾーストとウェイストゲートからの排気の相互作用による効果がある。

数年前、ビームウィングが禁止されるに至り、各チームは排気をリアウィングの下側へ向けることで、かなりのパフォーマンスを得るようになった。そうすることで、周囲の気流もその方向へ引っ張るという追加効果を利用していた。

ウィングの下側を抜ける気流を増やせば、上面と下面との気圧差が大きくなり、ダウンフォースが増大するのだ。

そこで FIA が介入し、排気口をリアウィングの方へ延長し、排気管の傾きの上限を規定した。この効果の抑制が目的である。

これらの規定は、今年から導入された現行のレギュレーションにも残っているが、今はビームウィングが復活しており、この排気系への規定を満たしつつも、排気によって空力効果を得ることが再び可能になったのだ。

例として、下図にレッドブルのエギゾースト、ビームウィング、ウェイストゲートと、ディフューザーの配置を示す。エギゾーストは許容範囲いっぱいに上向きの角度をつけつつも、ビームウィングの下段のエレメントとほぼ同レベルの低さで配置されており、このことでメインウィングの下側の気流を引き抜き、依然として大きな効果を得ている可能性が高い。

フランスGP仕様は、小さいビームウィング、薄いボディワークで、上段のエレメントはエギゾーストよりも下に配置された（以前は上に配置されていた）。上の赤矢印は冷却系の排気口で、熱せられた気流が排出される。青矢印はそれよりも強く冷たい気流で、下段のビームウィングに影響を与える。ウェイストゲート（下の赤矢印）はディフューザーの上に配置されており...

...ドライバーがスロットルを戻すと、ウェイストゲートが気流を加速する。スロットルを開けるとウェイストゲートは使われなくなり、ダウンフォースが少し変化する。図はハンガリー仕様のビームウィングを拡大したもので、レッドブルはブダペストでハイダウンフォースのビームウィングを使用した。上段のエレメントには大きな角度がつけられ、これ自体でダウンフォースを発生させている。ウェイストゲートの配管も確認でき、これは直径が細い分、ディフューザーの上に高速で噴出することができる。

細かい部分で興味深いのは、ウェイストゲートの配管が、ディフューザーの上に排気を向けていることだ。これにより、ウェイストゲートを使うと、ディフューザーのパフォーマンスが上がるのだろう。しかしウェイストゲートは、ターボで余った排気を排出するもので、ドライバーがスロットルをオフにしている時だけに使われるものだ。

レッドブルは最近、ビームウィングを再構成し、上段のエレメントをエギゾーストの上ではなく下に配置した。このエギゾーストとウィングの位置関係によって、更なる空力効果を得ていると思われる。